畢業(yè)設(shè)計(jì)--水電廠電氣部分初步設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：水電廠電氣部分初步設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班級學(xué)號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師：

2、 </p><p>　　設(shè)計(jì)期限： 2010年 03月 22日開始</p><p>　　2010年 06月 07 日結(jié)束</p><p>　　院、系： 電力學(xué)院 </p><p>　　2010年03 月 22 日</p><p><b>　　摘 要</b>&l

3、t;/p><p>　　本設(shè)計(jì)為水電廠電氣一次部分設(shè)計(jì)，它是將本專業(yè)所學(xué)知識進(jìn)行一次綜合運(yùn)用的過程。從理論上來說它涉及到電力系統(tǒng)課程的多方面內(nèi)容。根據(jù)具體設(shè)計(jì)而言，其主要內(nèi)容為:通過本設(shè)計(jì)原始資料來選擇發(fā)電廠發(fā)電機(jī)、主變壓器型號；根據(jù)電壓等級、出線回?cái)?shù)、負(fù)荷情況設(shè)計(jì)本電廠的電氣主接線，選出兩個比較滿意的電氣主接線方案，然后進(jìn)行技術(shù)分析以及經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定一個較佳方案；根據(jù)主接線畫出等值電路圖，合理選擇短路點(diǎn)，對等值電

4、路圖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，按三相短路情況進(jìn)行短路電流計(jì)算；依據(jù)正常工作狀態(tài)選擇所需的母線與電氣設(shè)備，并在三相短路情況下，按短路狀態(tài)對所選母線與電氣設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)所選電氣設(shè)備包括：斷路器、隔離開關(guān)、母線、電壓互感器以及避雷器；然后對本發(fā)電廠進(jìn)行合理的高壓配電裝置以及防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)研究問題是電氣主接線圖的選擇、短路電流的計(jì)算以及各電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水電廠；電氣主接線；短路電

5、流；電氣設(shè)備 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This is the electrical once part design of a hydroelectric power plant. It is a process to put the knowledge we studied in our major into u

6、se comprehensively. Theoritically speaking it involves to various content of electrical power system curriculum. According to the concrete design, its primary coverage is: choose the main transformer model and main gener

7、ator model of the power plant, through this firsthand information of the design. According to the voltage class, the number of line that conn</p><p>　　Key words: Hydropower plant;Electrical main wiring;

8、</p><p>　　Short-circuit current; Electrical equipment</p><p>　　摘 要 ……………………………………………………………………………………………..1</p><p>　　Abstract …………………………………………………………………………………………...2</p><p&

9、gt;　　前 言 ……………………………………………………………………………………………...4</p><p>　　第一篇 設(shè)計(jì)說明書 ……………………………………………………………………………5</p><p>　　第一章 概述 …………………………………………………………………………………5</p><p>　　第二章 電氣主接線的論證與確定 ……………

10、……………………………………………..7</p><p>　　第一節(jié) 基本資料 …………………………………………………………………………..7</p><p>　　第二節(jié) 發(fā)電機(jī)電壓接線方式的選擇 ……………………………………………………..7</p><p>　　第三節(jié) 升高電壓接線方式的初步選擇………………………………………………….. 9</p&g

11、t;<p>　　第四節(jié) 發(fā)電廠主變壓器的選擇 …………………………………………………………14</p><p>　　第五節(jié) 主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式 ……………………………………………16</p><p>　　第三章 廠用電的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………….18</p><p>　　第一節(jié) 廠用電的特點(diǎn)及廠用電的引

12、接 ………………………………………………..18</p><p>　　第二節(jié) 廠用變壓器的選擇 ……………………………………………………………..20</p><p>　　第四章 短路電流的計(jì)算 …………………………………………………………………..21</p><p>　　第一節(jié) 短路的類型及短路計(jì)算 ………………………………………………………..21<

13、;/p><p>　　第五章 導(dǎo)體與電氣設(shè)備的選擇 ……………………………………………………………23</p><p>　　第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇的一般條件 ………………………………………………………23</p><p>　　第二節(jié) 發(fā)電機(jī)引出裸導(dǎo)體的選擇 ………………………………………………………24</p><p>　　第二節(jié) 支柱絕緣子的選

14、擇 ………………………………………………………………25</p><p>　　第三節(jié) 斷路器的選擇…………………………………………………………………… 26</p><p>　　第四節(jié) 隔離開關(guān)的選擇 …………………………………………………………………28</p><p>　　第五節(jié) 電壓互感器的選擇及結(jié)果 ………………………………………………………29<

15、;/p><p>　　第六節(jié) 電流互感器的選擇及結(jié)果 ………………………………………………………31</p><p>　　第七節(jié) 保護(hù)熔斷器的選擇 ………………………………………………………………33</p><p>　　第八節(jié) 避雷器的選擇及結(jié)果…………………………………………………………… 35</p><p>　　第九節(jié) 消弧線圈的選

16、擇 ………………………………………………………………..36</p><p>　　第六章 電氣設(shè)備布置及二次回路初步規(guī)劃 ……………………………………………..39</p><p>　　第一節(jié) 電氣設(shè)備布置 …………………………………………………………………..39</p><p>　　第二節(jié) 二次回路的初步規(guī)劃 ………………………………………………………….

17、.40</p><p>　　第一章 短路電流計(jì)算 ……………………………………………………………………..41</p><p>　　第二章 主要電氣設(shè)備的選擇 ……………………………………………………………..47</p><p>　　第一節(jié) 發(fā)電機(jī)引出裸導(dǎo)體的選擇 ……………………………………………………..47</p><p>　　

18、第二節(jié) 支柱絕緣子的選擇 ……………………………………………………………...50</p><p>　　第四節(jié) 隔離開關(guān)的選擇...................................................................................................53</p><p>　　第五節(jié) 電壓互感器的選擇 …………

19、…………………………………………………..57</p><p>　　第六節(jié) 電流互感器的選擇 ……………………………………………………………..58</p><p>　　第七節(jié) 保護(hù)熔斷器的選擇.............................................................................................. 62

20、</p><p>　　第八節(jié) 消弧線圈的選擇 ………………………………………………………………..63</p><p>　　結(jié)束語 …………………………………………………………………………………………..65</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………..66</p><p>　　附錄一

21、 外文原文 ……………………………………………………………………………..67</p><p>　　附錄二 外文譯文...................................................................................................................... 72</p><p><b&

22、gt;　　前 言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生畢業(yè)前的最后一個理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是讓學(xué)習(xí)的知識深化和提高的重要過程。是讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識進(jìn)行一次全面總結(jié)和綜合訓(xùn)練，是素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)。</p><p>　　在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與幫助下，通過查閱文獻(xiàn)、搜集資料、綜合分析、計(jì)算比較等，較好地完成了本次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)。并在此過程中對以前學(xué)習(xí)的知識有

23、了更深、更系統(tǒng)的了解, 進(jìn)一步鞏固與提高了對專業(yè)知識的理解和運(yùn)用能力，為以后的學(xué)習(xí)與工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過程中，得到了各位指導(dǎo)老師的熱忱指導(dǎo)與幫助，在即將離開校園之際，在此向各位指導(dǎo)老師說聲：謝謝您！您辛苦了！</p><p>　　第一篇 設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　第一章 概述</b><

24、/p><p>　　一、 設(shè)計(jì)工作應(yīng)遵循的主要原則</p><p>　　（1）要遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)</p><p>　　程序，特別應(yīng)貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的方針。</p><p>　　（2）要運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、沿海</p><

25、;p>　　與內(nèi)地，城市與鄉(xiāng)村、遠(yuǎn)期與近期、平時與戰(zhàn)時、技改與新建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟(jì)等方面的關(guān)系。</p><p>　?。?）要根據(jù)國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)與有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程的不同性質(zhì)、不同要求，從我國</p><p>　　實(shí)際情況出發(fā)，采用中等適用的先進(jìn)技術(shù)，合理地確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進(jìn)；對非生產(chǎn)性的建設(shè)，應(yīng)堅(jiān)持適用、經(jīng)濟(jì)、在可能條件下注意美

26、觀的原則。</p><p>　　（4）要實(shí)行資源的綜合利用，要節(jié)約能源、水源，要保護(hù)環(huán)境，要注意專業(yè)化和協(xié)</p><p>　　作，要節(jié)約用地，要合理使用勞動力，要立足于自力更生。</p><p>　　二、 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和

27、配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，電氣主接線必須滿足以下三項(xiàng)基本要求。</p><p><b>　　（1)可靠性要求</b></p><p>　　電氣主接線不僅要保證在正常運(yùn)行時，還考慮到檢修和事故時，都不能導(dǎo)致一類負(fù)荷停電，一般負(fù)荷要盡量減少停電時間。為此，應(yīng)考慮設(shè)備的備用，并有適當(dāng)?shù)脑６取?/p>

28、</p><p><b>　　(2)靈活性要求</b></p><p>　　主接線正常運(yùn)行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且在檢修時可以保證檢修人員的安全。</p><p>　　由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接

29、線時還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。</p><p><b>　　(3)經(jīng)濟(jì)性要求</b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　此外，主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造

30、成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。</p><p>　　三、水力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)</p><p>　　水力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）水力發(fā)電廠建在有水能資源處，一般離負(fù)荷中心很遠(yuǎn)，當(dāng)?shù)刎?fù)荷很小甚至沒有，電能絕大部分要以較高電壓輸送到遠(yuǎn)方。因

31、此，主接線中可不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，多采用發(fā)電機(jī)－變壓器單元接線或擴(kuò)大單元接線。單元接線能減少配電裝置占地面積，也便于水電廠自動化調(diào)節(jié)。</p><p>　　（2）水力發(fā)電廠的電氣主接線應(yīng)力求簡單，主變壓器臺數(shù)和高壓斷路器數(shù)量應(yīng)盡量減少，高壓配電裝置應(yīng)布置緊湊、占地少，以減少在狹窄山谷中的土石方開挖量和回填量。</p><p>　　（3）水力發(fā)電廠的裝機(jī)臺數(shù)和容量大都一次確定，高壓配電裝置也

32、一次建成，不考慮擴(kuò)建問題。</p><p>　?。?）水利發(fā)電機(jī)組啟動快，啟停時額外耗能少，常在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻、調(diào)峰及調(diào)相任務(wù)，因此機(jī)組開停頻繁，運(yùn)行方式變化大，主接線應(yīng)具有較好的靈活性。</p><p>　?。?）運(yùn)行方式控制比較簡單，較易實(shí)現(xiàn)自動化，為此，電氣主接線應(yīng)盡力避免以隔離開關(guān)為操作電器。</p><p>　　第二章 電氣主接線的論證與確定 </

33、p><p><b>　　第一節(jié) 基本資料</b></p><p>　　電氣主接線的擬定根據(jù)電廠接入系統(tǒng)方式，電廠裝機(jī)臺數(shù)，出線回路數(shù)和電壓等級等基本資料進(jìn)行。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的發(fā)電廠基本資料如下：</p><p>　　1、發(fā)電機(jī)參數(shù)：該發(fā)電廠共安裝6臺水輪發(fā)電機(jī)，每臺發(fā)電機(jī)參數(shù)為，,=0.8，； </p

34、><p>　　發(fā)電廠年最大負(fù)荷利用小時數(shù)：=4600小時/年；</p><p>　　電廠的運(yùn)行方式：擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)峰和事故備用任務(wù)，七至十月份在基荷運(yùn)行，十二月至三月?lián)蜗到y(tǒng)峰荷，其他月份擔(dān)任系統(tǒng)腰荷；</p><p>　　系統(tǒng)負(fù)荷特性：以工業(yè)用電為主，主要是冶金、建材、化工工業(yè)等，用電負(fù)荷約占系統(tǒng)總負(fù)荷的80%；</p><p>　　電站近區(qū)負(fù)荷情

35、況:無近區(qū)負(fù)荷；</p><p>　　升高電壓等級及出線回路數(shù)：500KV,5回路出線全部接入系統(tǒng)，線路長度均為300KM；</p><p>　　廠用電情況：廠用變壓器的容量按電廠總裝機(jī)容量的2%選定，廠用電壓有6KV和0.4KV兩個等級；</p><p>　　氣象資料：本電廠的年平均氣溫為22.3℃，年最高氣溫為39.3℃，年最低氣溫為-0.7℃；</p&g

36、t;<p>　　本發(fā)電廠的廠址，地勢平坦，交通方便。</p><p>　　第二節(jié) 發(fā)電機(jī)電壓接線方式的選擇</p><p>　　發(fā)電機(jī)電壓接線可選用單元接線、擴(kuò)大單元接線、聯(lián)合單元接線和單母線接線、單母線分段接線。大型電廠一般采用簡單可靠的單元接線，有發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)-變壓器擴(kuò)大單元接線，發(fā)電機(jī)-變壓器聯(lián)合單元接線，發(fā)電機(jī)-變壓器-線路單元接線。其中，大型電廠

37、一般指總?cè)萘繛?000MW及以上，單機(jī)容量為200MW及以上的電廠。本次設(shè)計(jì)的水電站共裝有6臺水輪發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量為6×170MW,規(guī)模比較大，故可初步選用發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)-變壓器擴(kuò)大單元接線。</p><p>　　一、發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線</p><p>　　1、特點(diǎn)：一臺機(jī)組接一臺主變壓器，沒有發(fā)電機(jī)電壓母校，發(fā)電機(jī)與變壓器串聯(lián)相連，其容量想到，一般發(fā)電機(jī)低

38、壓側(cè)沒有負(fù)荷。</p><p><b>　　2、優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)與變壓器容量協(xié)同，接線簡單清晰，元件故障影響小，運(yùn)行可靠，操作方便。</p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)與變壓器之間一般不裝設(shè)斷路器，只裝設(shè)隔離開關(guān)，因而節(jié)約了斷路器，簡化了配電裝置使得維護(hù)工作量也變小。</p><p>　?。?/p>

39、3）繼電保護(hù)簡單。</p><p>　　3、缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)電機(jī)或變壓器任一元件故障或檢修時，整個單元均要停止工作。</p><p>　　4、適用范圍：一般適用于單機(jī)容量在100MW及以上的大容量機(jī)組。當(dāng)單機(jī)容量小于100MW，如機(jī)組臺數(shù)較少，或經(jīng)方案比較，采用其他接線方式不合適時，也可采用。</p><p>　　二、發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線</p><

40、p>　　1、特點(diǎn)：兩臺或兩臺以上機(jī)組接一臺主變壓器，在主變壓器低壓側(cè)一般不設(shè)斷路器，只在發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器及隔離開關(guān)。</p><p><b>　　2、優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）接線簡單清晰，運(yùn)行維護(hù)方便。</p><p>　　主變壓器臺數(shù)及其相應(yīng)的高壓開關(guān)設(shè)備比單元接線少，有利于簡化高壓側(cè)接線，縮小布置場地和節(jié)約投資。

41、</p><p>　?。?）任一臺機(jī)組停電，不影響接在主變壓器低壓側(cè)的廠用電源供電，即使本單元全部機(jī)組停機(jī)，仍可由電力系統(tǒng)經(jīng)主變壓器倒送電，提高了廠用電供電的可靠性。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）運(yùn)行靈活性較差，當(dāng)主變壓器故障或檢修時，兩臺或兩臺以上機(jī)組容量不能送出。</p><p&

42、gt;　?。?）增加發(fā)電機(jī)電壓斷路器和增大發(fā)電機(jī)低壓側(cè)短路容量，為限制短路容量，變壓器低壓側(cè)可用分裂繞組變壓器，但其價格較普通變壓器貴。</p><p>　　4、適用范圍：大、中、小型變電站均有采用。電站機(jī)組臺數(shù)為4臺及以上，沒有發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷或負(fù)荷不重，而且擴(kuò)大單元的主變壓器容量要與電力系統(tǒng)的總?cè)萘亢蛡溆萌萘肯噙m應(yīng)，一般不大于系統(tǒng)總撞機(jī)容量的8%～10%，并要滿足主變壓器故障時系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。</p&

43、gt;<p>　　三、發(fā)電機(jī)-變壓器聯(lián)合單元接線</p><p>　　1、優(yōu)點(diǎn)：兩組或兩組以上單元接線在主變壓器高壓側(cè)聯(lián)合。</p><p>　　（1）機(jī)組與主變壓器臺數(shù)相同，但節(jié)省了高壓斷路器，并減少了主變壓器至開關(guān)站的進(jìn)線回路數(shù)，有利于進(jìn)線布置和簡化高壓側(cè)接線。 </p><p>　?。?）與單元接線比較，機(jī)組停機(jī)可較方便的由主變壓器倒送廠用電源。

44、</p><p>　?。?）與擴(kuò)大單元接線比較，不致因主變壓器故障或檢修而較長時間地影響本單元全部機(jī)組容量送出。</p><p><b>　　2、缺點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）主變壓器高壓側(cè)有并聯(lián)母線和隔離開關(guān)，增加了變壓器場地布置面積，并聯(lián)母線或高壓斷路器故障，影響本單元全部機(jī)組容量送出。</p><p>

45、　?。?）任一臺主變壓器故障或檢修，接在本單元的全部機(jī)組需短時停機(jī)。</p><p>　　（3）任一臺機(jī)組停機(jī)可斷開發(fā)電機(jī)電壓斷路器，但主變壓器仍帶電，增加空載損耗。</p><p><b>　　3、適用范圍：</b></p><p>　　適用于機(jī)組臺數(shù)較多的大型電站。也適用于變壓器場地布置條件允許，但電站為分期建設(shè)且過度時間較長，因而采用聯(lián)合

46、單元接線較擴(kuò)大單元接線有利的場合。</p><p>　　第三節(jié) 升高電壓接線方式的初步選擇       </p><p>　　目前我國330～500KV超高壓配電裝置采用的接線有：雙母線三分段（或四分段）帶旁路母線（或帶旁路隔離開關(guān)）接線，3/2斷路器接線，變壓器－母線接線和3～5角形接線，國外的還有4/3斷路器接線。

47、考慮這些電氣主接線的實(shí)際應(yīng)用情況及本次設(shè)計(jì)的發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和負(fù)荷情況，初步擬定雙母線四分段帶旁路母線接線，3/2斷路器接線，4/3斷路器接線和變壓器－母線接線四個方案。  </p><p>　　一、雙母線四分段帶旁路母線接線</p><p><b>　　1、優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　（1）供電可靠性很

48、高。當(dāng)一段母線故障或連接在母線上的進(jìn)出線斷路器故障時，停電范圍不超過整個母線的1/4，且可以迅速恢復(fù)供電；當(dāng)一段母線故障合并分段或母聯(lián)斷路器拒動時，停電范圍不會超過整個母線的1/2。</p><p>　?。?）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一段母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式。</p><p>　?。?）擴(kuò)建方

49、便。向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不會影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中也不會造成原有回路停電。</p><p>　?。?）檢修方便?？梢暂喠鳈z修各段母線而不致使供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)所需的一條電路和與此隔離開關(guān)相連的改組母線，其他電路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。</p><p>　　2、缺點(diǎn)：配電裝置投資大，且旁路的倒換操作比較復(fù)雜，增加了誤

50、操作的機(jī)會，也使保護(hù)及自動化系統(tǒng)復(fù)雜化。</p><p>　　3、適用范圍：被廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置中，220～500KV大容量配電裝置中。</p><p>　　二、3/2斷路器接線</p><p><b>　　1、優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　（1）可靠性高。任何一個元件（一回出線、一臺主變）故障

51、均不影響其他元件的運(yùn)行，母線故障時與其相連的斷路器都會跳開，但各回路供電均不受影響。當(dāng)每一串中均有一電源一負(fù)荷時，即使兩組母線同時故障都影響不大（每串中的電源和負(fù)荷功率相近時）。</p><p>　　（2）調(diào)度靈活。正常運(yùn)行時兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成多環(huán)狀供電，調(diào)度方便靈活。</p><p>　　（3）操作方便。只需操作斷路器，而不必用隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作，使誤操作事故大為

52、減少。隔離開關(guān)僅供檢修時用。</p><p>　?。?）檢修方便。檢修任一臺斷路器只需斷開該斷路器自身，然后拉開兩側(cè)的隔離開關(guān)即可檢修。檢修母線時也不需切換回路，都不影響各回路供電。</p><p><b>　　2、缺點(diǎn)：</b></p><p>　　（1）占有斷路器較多，投資較大，同時使繼電保護(hù)也比較復(fù)雜。</p>&l

53、t;p>　?。?）接線至少配成3串（每串為3臺斷路器，接兩個回路）才能形成多環(huán)供電。配串時應(yīng)使同一用戶的雙回線路布置在不同的串中，電源進(jìn)線也應(yīng)分布在不同的串中。在發(fā)電廠只有二串和變電所只有二臺主變的情況下，有時可采用交叉布置，但交叉布置使配電裝置復(fù)雜，擴(kuò)大了占地面積。</p><p><b>　　3、適用范圍：</b></p><p>　　3/2斷路器雙母線接

54、線是現(xiàn)代大型電廠和變電所超高壓（330、500KV及以上電壓）配電裝置的常用接線形式。在我國500KV及以上的超高壓配電裝置中，大部分采用該種接線方式，如已建成，在設(shè)計(jì)中的有葛洲壩500KV開關(guān)站，長江三峽水電站，水布埡水利樞紐，構(gòu)皮灘水電站，二灘水電站，天生橋水電站，大朝山水電站等，故技術(shù)比較成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也比較豐富。</p><p>　　三、4/3斷路器接線</p><p>　　1、特

55、點(diǎn)：一個串中有4臺斷路器，接3個進(jìn)出線回路，與一臺半斷路器接線相比，投資節(jié)省，但可靠性有所降低，布置比較復(fù)雜。在一個串的3個回路中，電源與負(fù)荷的容量應(yīng)相配，以提高供電可靠性。</p><p><b>　　2、適用范圍：</b></p><p>　　通常用于發(fā)電機(jī)臺數(shù)（進(jìn)線）大于線路（出線）數(shù)的大型水電廠，以便實(shí)現(xiàn)一個串的3個回路中電源與負(fù)荷相互匹配。</p>

56、;<p><b>　　3、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)：</b></p><p>　　加拿大皮斯河叔姆水電廠500KV升壓站采用了4/3臺斷路器接線，在一個串中，接兩回發(fā)電機(jī)－變壓器單元和一回500KV出線，電源與出線負(fù)荷容量相配。這種接線除加拿大外，很少采用。</p><p>　　四、變壓器－母線接線</p><p>　　在該電氣主接線方式中，各出

57、線由2臺斷路器分別接至兩組母線上，變壓器直接通過隔離開關(guān)接到母線上，組成變壓器－母線接線。</p><p><b>　　1、特點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）當(dāng)出線為5回及以下時，各出線均可經(jīng)雙斷路器分別接至兩組母線，以保證高度可靠性。</p><p>　　（2）選用質(zhì)量可靠，故障率甚低的主變壓器，直接將主變壓器經(jīng)隔離開關(guān)連接到兩組母線

58、上，以節(jié)省斷路器。</p><p>　?。?）變壓器故障時，連接于母線上的斷路器跳開，但不影響其它回路供電，主變壓器用隔離開關(guān)斷開后，母線即可恢復(fù)供電。</p><p>　　（4）調(diào)度靈活，電源和負(fù)荷可自由調(diào)配，安全可靠，有利于擴(kuò)建。</p><p><b>　　2、適用范圍：</b></p><p>　?。?）長距離大

59、容量輸電線路，系統(tǒng)穩(wěn)定性較突出，要求線路有高度可靠性時。</p><p>　　（2）主變壓器的質(zhì)量可靠，故障率甚低。</p><p>　　3、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)：加拿大哥倫比亞水電局500KV長距離輸電系統(tǒng)的中間變電所采用變壓器－母線接線。在我國，目前這種接線方式還沒有被采用過。</p><p>　　通過以上分析、篩選、組合，考慮本次設(shè)計(jì)及我國的基本情況，初步排除4/3斷路器

60、接線和變壓器－母線接線，保留兩種可能接線方案。方案一：雙母線四分段帶旁路母線接線；方案二：3/2斷路器接線。</p><p>　　各方案主接線圖如下所示：</p><p><b>　　圖2.1 方案一</b></p><p><b>　　圖2.2 方案二</b></p><p>　　五、兩種

61、升高電壓主接線方案的比較及確定 </p><p>　　1、供電可靠性的比較見表2-1</p><p>　　表2-1供電可靠性的比較情況</p><p>　　2、供電靈活性的比較，見表2-2。</p><p>　　表2-2供電靈活性的比較情況</p><p><b>　　3、經(jīng)濟(jì)性的比較</b>

62、;</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)中， 3/2斷路器接線和雙母四分段帶旁路母線接線 中，主變壓器及相應(yīng)的斷路器，隔離開關(guān)都選用同型號，同廠家的，故可以只比較所需設(shè)備的數(shù)量即可，比較結(jié)果見表2-3：</p><p>　　表2-3經(jīng)濟(jì)性的比較情況</p><p>　　由運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及上述比較結(jié)果可得3/2斷路器接線可靠性，靈活性均比雙母四分段帶旁路母線接線要高，而經(jīng)濟(jì)性上

63、相差不多，故綜合分析，本次設(shè)計(jì)中升高電壓接線采用運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，可靠性，靈活性都非常高的3/2斷路器接線。</p><p>　　第四節(jié) 發(fā)電廠主變壓器的選擇</p><p>　　發(fā)電廠中用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送電能的變壓器稱為主變壓器。主變壓器臺數(shù)、容量和型式的選擇是否合理，對發(fā)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。</p><p>　　一、主變壓器的臺數(shù)和容量選擇。</

64、p><p>　　采用發(fā)電機(jī)－變壓器聯(lián)合單元接線時，主變壓器容量應(yīng)與發(fā)電機(jī)容量相配套。即選擇主變?nèi)萘繒r應(yīng)為發(fā)電機(jī)容量減去廠用容量后，留有10％的裕度，對于水電廠，由于廠用電率很小，可直接按10％的裕度選擇即可。</p><p>　　二、主變壓器型式的選擇主變壓器型式的選擇應(yīng)考慮以下幾個問題。</p><p>　　1、三相變壓器與單相變壓器</p><p

65、>　　在容量相同的情況下，一臺三相變壓器比由三臺單相變壓器組成的主變壓器組便宜許多，且占地和運(yùn)行損耗都小，因此凡能夠采用三相變壓器時都應(yīng)首先選擇三相變壓器。</p><p>　　2、雙繞組變壓器與三繞組變壓器</p><p>　　對于200MW及以上的機(jī)組，其升壓變壓器一般不選用三繞組變壓器。否則，發(fā)電機(jī)出口必須設(shè)置十分昂貴的大容量斷路器。</p><p>　

66、　3、普通型變壓器與自藕變壓器</p><p>　　與同容量的普通變壓器相比，自藕變壓器消耗材料省、體積小、重量輕、造價低，同時功率損耗也低，輸電效率較高；可以擴(kuò)大變壓器的制造容量，便于運(yùn)輸和安裝。在220KV及以上降壓變電所中應(yīng)用很廣范。而在大容量發(fā)電廠中，自藕變壓器常被用于高壓系統(tǒng)和中壓系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)變壓器。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的發(fā)電廠，雖然容量比較大，但只有一個高壓系統(tǒng)

67、，故不需要聯(lián)絡(luò)變壓器。</p><p>　　4、無載調(diào)壓變壓器與有載調(diào)壓變壓器</p><p>　　無載調(diào)壓變壓器必須在停電的情況下才能調(diào)節(jié)其高壓繞組的分接頭位置，從而改變變壓器的變比達(dá)到調(diào)節(jié)低壓側(cè)電壓的目的。調(diào)壓范圍較小，一般在＋－5％以內(nèi)。一年中只能調(diào)節(jié)1～2次，電力系統(tǒng)中廣泛使用的變壓器大多數(shù)是無載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　有載調(diào)壓變壓器具有專

68、用的分接頭切換開關(guān)，能夠在不停電的情況下改變分接頭位置進(jìn)行調(diào)壓。調(diào)壓的范圍較大，一般為15％以上甚至可達(dá)30％，并且可根據(jù)負(fù)荷大小的變化在一天中調(diào)節(jié)好幾次，并可進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。有載調(diào)壓變壓器價格要貴一些，當(dāng)負(fù)載變化較大，采用無載調(diào)壓變壓器電壓質(zhì)量無法保證時，可以選用有載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　在發(fā)電廠中，一般情況升壓主變壓器不必采用有載調(diào)壓變壓器。但接于出力變化大的發(fā)電機(jī)電壓母線的主變壓器，或功率方向常

69、常變化的聯(lián)絡(luò)變壓器以及一些廠用高壓變壓器，則常選用有載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　5、關(guān)于變壓器接線方式的選擇</p><p>　　發(fā)電廠中大多數(shù)大容量主變壓器都采用Y，d接線或者Y，y，d接線，其低壓側(cè)繞組總是接成三角形。如果沒有這個△繞組，變壓器鐵芯中的主磁通就會形成平頂波，其中包含較大的三次諧波磁通分量，會使變壓器鐵軛部件及郵箱等鐵磁物體產(chǎn)生附加的鐵損，從而降低變壓器的效率并引

70、起局部過熱。另一方面，線路上如出現(xiàn)三次諧波電流則會對通信線路造成干擾。有了這個△繞組后，三次諧波電流僅在△繞組內(nèi)部循環(huán)流通，而不流到線路上去，就不會干擾通信線路了。同時，在△繞組內(nèi)部流通的三次諧波電流，對主磁通中的三次諧波分量產(chǎn)生強(qiáng)烈的去磁作用，從而使主磁通的波形變?yōu)檎也?，也使各相電壓波形為正弦波?lt;/p><p>　　三、主變壓器的選擇結(jié)果</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)可選用6

71、臺SFP-240000/500雙繞組變壓器。</p><p>　　技術(shù)參數(shù)見表2-4所示：</p><p>　　表 2-4 聯(lián)合單元接線的主變壓器型號參數(shù)</p><p>　　第五節(jié) 主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式</p><p>　　一、電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式</p><p>　　選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個綜合性問

72、題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對通信線路的干擾等。電力網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式有以下幾種：</p><p>　　1、中性點(diǎn)非直接接地</p><p>　?。?）中性點(diǎn)不接地</p><p>　　中性點(diǎn)不接地方式最簡單，單相接地時允許帶故障運(yùn)行兩小時，供電

73、連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流。但由于過電壓水平高，要求有較高的絕緣水平，不宜用于110KV及以上電網(wǎng)。在6～63KV電網(wǎng)中，則采用中性點(diǎn)不接地方式，但電容電流不能超過允許值，否則接地電弧不易自熄，易產(chǎn)生較高弧光間隙接地過電壓，波及整個電網(wǎng)。</p><p>　?。?）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地</p><p>　　當(dāng)接地電容電流超過允許值時，可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流，保證接地

74、電弧瞬時熄滅，以消除弧光間隙接地過電壓。</p><p>　?。?）中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地</p><p>　　當(dāng)接地電容電流超過允許值時，也可采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式，一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。</p><p>　　2、中性點(diǎn)直接接地</p><p>　　直接接地方式的單相短路電流很大，線路或設(shè)備需立即切除，增加了斷路器負(fù)荷，降低供電

75、連續(xù)性。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設(shè)備造價，特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。故適用于110KV及以上電網(wǎng)中。</p><p>　　二、主變壓器中性點(diǎn)接地方式</p><p>　　電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式?jīng)Q定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式：主變500KV采用中性點(diǎn)直接接地方式；所有普通變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)接地，以便于運(yùn)行調(diào)度時，靈活選擇接地點(diǎn)。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)可能斷開

76、運(yùn)行時，若該變壓器中性點(diǎn)絕緣不是按線電壓設(shè)計(jì)的，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器保護(hù)。</p><p>　　三、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式</p><p>　　發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用非直接接地方式。</p><p>　　發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地故障時，接地點(diǎn)流過的電流是發(fā)電機(jī)本身及其引出回路所連接元件（主母線、廠用分支線、主變壓器低壓繞組等）的對地電容電流。當(dāng)超過允許

77、值時將燒傷定子鐵芯，進(jìn)而損壞定子繞組絕緣，引起匝間或相間短路，故需要在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采取經(jīng)消弧線圈或高電阻接地的措施，以保護(hù)發(fā)電機(jī)免遭損壞，發(fā)電機(jī)接地電流允許值見下表。</p><p>　　1、采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地方式</p><p>　?。?）單相接地電流不超過允許值；</p><p>　　（2）適用于125MW及以下的中小機(jī)組。</p>&l

78、t;p>　　2、采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式</p><p>　?。?）對單元接線的發(fā)電機(jī)，宜采用欠補(bǔ)償方式；</p><p>　?。?）經(jīng)補(bǔ)償后的單相接地電流一般小于1A，因此，可不跳閘停機(jī)，僅作用于信號；</p><p>　　（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)為單元接線時，消弧線圈應(yīng)接在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上；</p><p>　?。?）適用于

79、單相接地電流大于允許值的中小機(jī)組或200MW及以上大機(jī)組要求能帶單相接地故障運(yùn)行時。</p><p>　　3、采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式</p><p>　　發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地后，可達(dá)到：（1）限制過電壓不超過2.6倍額定相電壓；（2）限制接地故障電流，使之不超過10～15A；（3）為定子接地保護(hù)提供電源，便于檢測。</p><p>　　第三章 廠

80、用電的設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 廠用電的特點(diǎn)及廠用電的引接</p><p>　　一、水電站廠用電的特點(diǎn)</p><p>　　(1)水電站廠用電負(fù)荷較少，廠用負(fù)荷的容量，一般只占全站總裝機(jī)容量的1％～3％。而且，廠用設(shè)備一般均為380／220V低壓設(shè)備。</p><p>　　(2)水電站的廠用電負(fù)荷一般約有50％～70％的容量不經(jīng)常運(yùn)

81、轉(zhuǎn)，只有少數(shù)負(fù)荷是經(jīng)常運(yùn)行的，且其中大部分負(fù)荷是聞歇運(yùn)行的。因同時率及負(fù)荷率均較低，故最大負(fù)荷年利用小時數(shù)也較低。</p><p>　　(3)水電站廠用電設(shè)備一般比較簡單，因而廠用電接線也可相應(yīng)簡化。</p><p>　　(4)水電站廠用負(fù)荷，不但與水電站的容量有關(guān)，而且與水電站的樞紐布置、機(jī)組型式以及水頭大小有關(guān)。</p><p>　　(5)水電站不同運(yùn)行方式對廠

82、用電負(fù)荷有影響。</p><p>　　(6)水電站廠用電設(shè)備易于實(shí)現(xiàn)較高水平的自動控制。</p><p>　　二、廠用電源的數(shù)量及設(shè)置原則</p><p>　　1、全廠機(jī)組運(yùn)行時，大型水電廠應(yīng)不少于3個廠用電電源；中型水電廠應(yīng)不少于2個廠用電電源。</p><p>　　2、當(dāng)部分機(jī)組運(yùn)行時，大型水電廠至少應(yīng)有2個廠用電電源同時供電；中型水電廠

83、也應(yīng)有2個廠用電電源，但允許其中1個處于備用狀態(tài)。</p><p>　　3、全廠停機(jī)時，大型水電廠應(yīng)有2個廠用電電源，但允許其中一個處于備用狀態(tài)；中型水電廠允許1個廠用電電源供電。</p><p>　　4、當(dāng)機(jī)組、主變壓器或引水隧洞等大修而使全廠停機(jī)時，允許僅1個廠用電電源</p><p><b>　　供電。</b></p>&l

84、t;p>　　在廠用電電源設(shè)備檢修期間，允許適當(dāng)減少廠用電電源數(shù)量。</p><p>　　三、廠用電源的引接方式</p><p>　　1、廠用工作電源的引接</p><p>　　廠用工作電源對可靠性要求很高，工作電源的引接與電氣主接線有密切關(guān)系。當(dāng)主接線具有發(fā)電機(jī)電壓母線時，廠用高壓工作電源從機(jī)壓母線上引接；當(dāng)發(fā)電機(jī)、變壓器采用單元接線時，廠用高壓工作電源從主變

85、壓器的低壓側(cè)引接；當(dāng)主接線為擴(kuò)大單元時，廠用高壓工作電源從發(fā)電機(jī)出口或主變低壓側(cè)引接。</p><p>　　廠用低壓工作電源，一般從廠用廠用高壓母線段上引接；當(dāng)無高壓廠用母線段時，從發(fā)電機(jī)電壓母線上或從發(fā)電機(jī)出口直接接入低壓廠用變壓器，以取得380/220V低壓工作電源。</p><p>　　2、廠用備用電源的引接，</p><p>　　當(dāng)事故情況下廠用負(fù)荷失去了工

86、作電源時，即會自動切換到備用電源上繼續(xù)運(yùn)行。因此，要求廠用備用電源具有獨(dú)立的供電性，并有足夠的容量。最好與系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)獲得廠用電源。有以下幾種方式：</p><p>　　從發(fā)電機(jī)電壓母線的不同分段上引接廠用備用變壓器。</p><p>　　從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密的升高電壓母線上引接廠用高壓備用變壓器，如有兩級與系統(tǒng)聯(lián)系的升高電壓，盡量選用較低一級以節(jié)省投資。<

87、;/p><p>　　從聯(lián)絡(luò)兩級升高電壓的聯(lián)絡(luò)變壓器的第三繞組引接廠用備用變壓器。</p><p>　　從外部電網(wǎng)中引接專用線路（經(jīng)濟(jì)性差極少采用）。</p><p>　　廠用備用電源分為明備用和暗備用兩種。</p><p>　　火電廠中一般采用明備用，即裝設(shè)專門的備用變壓器，平時不工作或僅帶很小負(fù)荷，一旦某一工作電源失去后，該備用變壓器自動代替原

88、來的工作電源。</p><p>　　水電廠（也包括小水電）多采用暗備用，即不設(shè)專門的備用變壓器，而是兩個廠用工作變壓器容量選大一些，互為備用。暗備用減少了廠用變壓器的數(shù)量，也相應(yīng)節(jié)約了占地和費(fèi)用。</p><p>　　第二節(jié) 廠用變壓器的選擇</p><p>　　一、對廠用變壓器的基本要求</p><p>　　廠用變壓器額定原邊電壓必須與引

89、接處電壓一致。如從發(fā)電機(jī)出口分支引接，應(yīng)為發(fā)電機(jī)額定電壓（10.5、13.8、15.75、18、20KV等）。</p><p>　　廠用變壓器副邊額定電壓則與廠用電壓配合，如6.3、0.4KV等。</p><p>　?。?）廠用變壓器可以選用雙繞組變壓器，但大型機(jī)組的廠用變壓器多選擇低壓繞組分裂變壓器。</p><p>　　當(dāng)高壓廠用變壓器阻抗電壓大于10.5%時，

90、或引接處電壓波動超過5%時，宜采用有載調(diào)壓變壓器。其調(diào)壓范圍應(yīng)大20%，且分接頭電壓級差不宜過大。</p><p>　　廠用變壓器的阻抗電壓不能太小，否則短路電流大，廠用系統(tǒng)的高壓斷路器無法選用價格低廉的輕型斷路器（一般系指國產(chǎn)-10Ⅰ、-10Ⅱ和-10Ⅲ少油斷路器）；也不能太大，否則無法滿足電壓波動和電動機(jī)自起動要求。</p><p>　　廠用變壓器的容量必須滿足廠用機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)和自起動

91、的需要。</p><p>　　（7）為了使廠用高壓母線的備用段與工作段在電壓相位上一致，一般從電廠升高電壓母線引接的廠用高壓備用變壓器，其繞組連接組別要給以特別注意。</p><p>　　二、廠用高壓變?nèi)萘康倪x擇</p><p>　　1、廠用電變壓器容量的選擇和校驗(yàn)應(yīng)符合下列原則：</p><p>　　（1）滿足在各種運(yùn)行方式下，可能出現(xiàn)的最

92、大負(fù)荷。</p><p>　?。?）一臺廠用電變壓器計(jì)劃檢修或故障時，其余廠用電變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)I、II類廠用電變壓器計(jì)劃檢修時另一臺廠用電變壓器故障或兩臺廠用電變壓器同時故障的情況。</p><p>　　（3）保證需要自啟動的電動機(jī)在故障消除后電動機(jī)啟動時所連接的廠用電母線電壓不低于額定電壓的60％～65％。</p><p>　　2、廠用電變壓器型式選擇</p

93、><p>　　布置在廠房內(nèi)的廠用電變壓器應(yīng)采用干式變壓器；如有架空進(jìn)線時，需加強(qiáng)絕緣或采取有效的防雷措施，也可采用油浸式變壓器。布置在屋外的廠用電變壓器則宜選用油浸式變壓器。</p><p>　　本電站選用干式變壓器布置于廠房內(nèi)。組別為D，ynll。根據(jù)確定的最優(yōu)電氣主接線，本電站廠用電設(shè)計(jì)了二回電源，即廠用高壓工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接，供電可靠。設(shè)置兩臺廠用高壓變壓器。廠用電采用單母線分

94、段接線。經(jīng)過分析計(jì)算，選用兩臺容量為25000kVA的干式廠用變壓器己能滿足全廠最大廠用負(fù)荷用電。廠用變壓器通過高壓斷路器接在發(fā)電機(jī)出口，低壓側(cè)電壓為6KV。正常運(yùn)行情況下，廠用電源由發(fā)電機(jī)供給，當(dāng)電站停機(jī)時，可以由系統(tǒng)通過主變壓器倒送供電。</p><p><b>　　三、小結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的水電站以5回500kV電壓等級，經(jīng)300km長的線

95、路接入系統(tǒng)。通過分析比選，確定本次設(shè)計(jì)的水電站主接線為發(fā)電機(jī)高壓側(cè)采用發(fā)電機(jī)—變壓器聯(lián)合單元接線，升壓側(cè)采用3/2斷路器接線，選用6臺容量為240MVA的主變壓器；廠用電采用單母線分段接線，選用二臺容量為25MVA的干式廠用變壓器。</p><p>　　第四章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　第一節(jié) 短路的類型及短路計(jì)算</p><p><b>　

96、　一、短路的類型</b></p><p>　　短路故障分為對稱短路和不對稱短路。三相短路是對稱短路，造成的危害最為嚴(yán)重，但發(fā)生的機(jī)會較少。其它的短路都是不對稱短路，其中單相短路發(fā)生的機(jī)會最多，約占短路總數(shù)中的70％以上。所以在做短路計(jì)算時，選擇最嚴(yán)重的一種，三相短路計(jì)算。</p><p><b>　　二、短路計(jì)算的目的</b></p><

97、;p>　　為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動地使有關(guān)斷路器跳閘。</p><p><b>　　三、短路計(jì)算的步驟</b></p><p>　　一般三相短路電流產(chǎn)生的

98、熱效應(yīng)和電動力最大，所以只對三相短路短路電流進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算步驟如下：</p><p>　　畫出以標(biāo)幺值電抗表示的等值電路圖；</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)化簡(消去中間節(jié)點(diǎn)),得到各電源對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗；</p><p>　　求各電源到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗；</p><p>　　查運(yùn)算曲線,得到各電源送至短路點(diǎn)電流的標(biāo)幺值；</p>

99、<p>　　求各電源送至短路點(diǎn)電流的有名值之和,即為短路點(diǎn)的短路電流。</p><p>　　第二節(jié) 短路電流的計(jì)算結(jié)果</p><p>　　一、系統(tǒng)的等值電路圖如圖4.1所示： </p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)的等值電路圖</p><p>　　二、短路電流計(jì)算結(jié)果(，電壓基準(zhǔn)值為各級平均額定電壓)</p>&

100、lt;p>　　表 4-1 短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p>　　第五章 導(dǎo)體與電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇的一般條件</p><p>　　一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備</p><p><b>　　1、額定電壓</b></p><p>　　在選擇電氣設(shè)備時，一般

101、可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即</p><p><b>　　2、額定電流</b></p><p>　　電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即</p><p>　　3、環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響</p><p>

102、;<b>　　（1）溫度和濕度</b></p><p>　　一般高壓電氣設(shè)備可在溫度為＋20，相對濕度為90％的環(huán)境下長期正常運(yùn)行。當(dāng)環(huán)境的相對濕度超過標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)選用型號后帶有“TH”字樣的濕熱帶型產(chǎn)品。</p><p><b>　?。?）污染情況</b></p><p>　　安裝在污染嚴(yán)重，有腐蝕性物質(zhì)﹑煙氣﹑粉塵等惡劣

103、環(huán)境中的電氣設(shè)備，應(yīng)選用防污型產(chǎn)品或設(shè)備布置在室內(nèi)。</p><p><b>　?。?）海拔高度</b></p><p>　　一般電氣設(shè)備的使用條件為不超過1000m。當(dāng)用在高原地區(qū)時，由于氣壓較低，設(shè)備的外絕緣水平將相應(yīng)降低。因此，設(shè)備應(yīng)選用高原型產(chǎn)品或用外絕緣提高一級的產(chǎn)品?，F(xiàn)行電壓等級為110kV及以下的設(shè)備，其外絕緣都有一定的裕度，實(shí)際上均可使用在海拔不超過2

104、000m的地區(qū)。</p><p><b>　　（4）安裝地點(diǎn)</b></p><p>　　配電裝置為室內(nèi)布置時，設(shè)備應(yīng)選戶內(nèi)式；配電裝置為室外布置時，設(shè)備應(yīng)選戶外式。此外，還應(yīng)考慮地形、地質(zhì)條件以及地震影響等。</p><p>　　二、按短路狀態(tài)校驗(yàn)設(shè)備</p><p>　　（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)</p>&

105、lt;p>　　通常制造廠直接給出設(shè)備的熱穩(wěn)定電流（有效值）及允許持續(xù)時間t。熱穩(wěn)定條件為 </p><p>　　式中　設(shè)備允許承受的熱效應(yīng)，;</p><p>　　所在回路的短路電流熱效應(yīng)，。</p><p>　　（2）短路動穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　制造廠一般直接給出設(shè)備的動穩(wěn)定峰值電流，動穩(wěn)定條件為</p>

106、<p>　　式中　所在回路的沖擊短路電流，kA；</p><p>　　——設(shè)備允許的動穩(wěn)定電流（峰值），kA。</p><p>　　三、 具體電氣設(shè)備的選擇及結(jié)果 </p><p>　　本設(shè)計(jì)要求選擇的設(shè)備有發(fā)電機(jī)引出裸導(dǎo)體及支柱絕緣子、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、保護(hù)熔斷器、避雷器以及消弧線圈。根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般原則，按照正常運(yùn)

107、行情況選擇設(shè)備，按短路情況校驗(yàn)設(shè)備。同時兼顧今后的發(fā)展，選用性價比高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)成熟的設(shè)備，盡量減少選用設(shè)備的類型，以減少備品備件，也有利于運(yùn)行、檢修等工作。</p><p>　　第二節(jié) 發(fā)電機(jī)引出裸導(dǎo)體的選擇</p><p>　　一、確定導(dǎo)體的材料、截面形狀、布置方式。</p><p><b>　　1.材料</b></p>

108、;<p>　　導(dǎo)體通常由銅、鋁、鋁合金制成，載流導(dǎo)體一般使用鋁或鋁合金材料，銅導(dǎo)體只用在持續(xù)電流大，且出線位置特別狹窄或污穢對鋁有嚴(yán)重腐蝕的場所。</p><p><b>　　2.截面形狀</b></p><p>　　硬導(dǎo)體截面常用的有矩形、槽形和管性。其中槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大集膚效應(yīng)系數(shù)較小，一般用于4000～8000的配電裝置中。</p

109、><p><b>　　3.布置方式</b></p><p>　　導(dǎo)體的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量的大小，短路電流水平和配電裝置的具體情況而定。</p><p>　　二、選擇導(dǎo)體的截面積</p><p>　　導(dǎo)體截面積可按最大長期工作電流長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。</p><p>　　發(fā)電廠的主母線

110、和引下線以及持續(xù)電流較小，年利用小時數(shù)較低的其他回路的導(dǎo)線，一般按最大長期工作電流選擇；而發(fā)電機(jī)出口母線，以及年平均負(fù)荷較大且長度較長的回路的導(dǎo)線，則應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。</p><p><b>　　三、母線的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　校驗(yàn)熱穩(wěn)定</b></p><p>　　滿足熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)體最小截面積

111、，只需實(shí)際選用的導(dǎo)體截面積，導(dǎo)體便是熱穩(wěn)定的。</p><p><b>　　校驗(yàn)動穩(wěn)定</b></p><p>　　各種形狀的硬導(dǎo)體通常都安裝在支柱絕緣子上，短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力將使導(dǎo)體發(fā)生彎曲，因此，導(dǎo)體應(yīng)按彎曲情況進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。而軟導(dǎo)體不必進(jìn)行動穩(wěn)定校驗(yàn)。 </p><p>　　四、本設(shè)計(jì)中發(fā)電機(jī)引出裸導(dǎo)體的選擇結(jié)果見下

112、表：</p><p>　　表 5-1發(fā)電機(jī)引出裸導(dǎo)體 的參數(shù)</p><p>　　第二節(jié) 支柱絕緣子的選擇</p><p>　　支柱絕緣子應(yīng)按安裝地點(diǎn)和額定電壓選擇，并進(jìn)行短路動穩(wěn)定校驗(yàn)。</p><p>　　一、按安裝地點(diǎn)選擇支柱絕緣子</p><p>　　一般用于屋內(nèi)配電裝置的選用戶內(nèi)式的，用于屋外配電裝置的選用

113、戶外式的。當(dāng)戶外污穢嚴(yán)重時應(yīng)選用防污式的。</p><p>　　二、按電壓條件選擇支柱絕緣子</p><p>　　按電壓條件選擇的支柱絕緣子應(yīng)滿足下式</p><p>　　式中 —支柱絕緣子的額定電壓，KV；</p><p>　　—所在電網(wǎng)的額定電壓，KV；</p><p>　　三、按短路條件校驗(yàn)支柱絕緣子的動穩(wěn)定&

114、lt;/p><p>　　由于三相母線是通過支柱絕緣子支持和固定的，因此，短路時作用在母線上的相間電動力也會傳到支柱絕緣子上，為保證他們在這種情況下不受損壞，應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　式中 —支柱絕緣子的抗彎破壞負(fù)荷，N，可從有關(guān)設(shè)計(jì)或產(chǎn)品手冊中查得；因?yàn)?是使其破壞的值，乘0.6后，才是保證安全的值。</p><p>　　F—作用在支柱

115、絕緣子上的相間電動力，N；</p><p>　　四、本次設(shè)計(jì)所選支柱絕緣子型號為ZD-20,基本參數(shù)見表5-2：</p><p>　　表5-2支柱絕緣子型號參數(shù)</p><p>　　第三節(jié) 斷路器的選擇</p><p><b>　　一、選擇型式</b></p><p>　　斷路器型式的選擇，應(yīng)在

116、全面了解其使用環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)品的價格和已運(yùn)行設(shè)備的使用情況加以確定。在我國不同的電壓等級的系統(tǒng)中，選擇斷路器的大致情況是：</p><p>　　電壓等級在35KV及以下的可選用戶內(nèi)式少油斷路器、真空斷路器或SF6斷路器；35KV的也可選用戶外式多油斷路器、真空斷路器或SF6斷路器；電壓等級在110～330KV范圍，可選用戶外式少油斷路器或SF6斷路器；500KV電壓等級則一般選用戶外式SF6斷路器。<